《人类灭绝的10种可能》第一章 小行星撞地球
地球曾经很受伤
地球在历史上曾经饱受外来伤害,这些伤害导致很多生物在地球上永远消失。科学家最近终于弄明白了2.5亿年前行星撞地球的来龙去脉。他们声称,这场突然而至的天地大冲撞使地球上90%的生物灭绝,是地球有史以来伤得最重的一次。
2.5亿年前发生的地球生物大灭绝,不是以往认识的逐渐消亡或分期绝灭,而是一次突然爆发的灾难性事件导致群体绝灭。
做出此次新发现的是华盛顿大学的贝克博士和罗彻斯特大学的波莱达博士。他们在研究中对中国、日本和匈牙利远古时代的沉积岩石层进行了化学分析(上述国家存有二叠纪和三叠纪交替时期的沉积岩层)。他们的研究小组发现,在那个时期形成的岩石层里,一种含氦和氩同位素的复合碳分子的密度较高。这种碳分子含有至少60个碳原子,分子结构呈足球状。
研究人员认为这些碳分子不是地球原有的,它们很有可能来自一颗小行星或彗星。
根据研究人员的推算,这颗小行星的直径应该在6至12公里之间,大小与导致6500万年前恐龙灭绝的那颗小行星差不多。罗彻斯特大学地球科学系的罗伯特博士估计,这颗小行星或彗星撞击地球时,释放的能量大约相当于过去100年间人类经历的最大一次地震的100万倍。
这一碰撞导致当时地球上90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物消亡。这无疑是人类迄今所知的最大规模的一次生物大灭绝。在这一碰撞过程中,1.5万种形似蟑螂的三叶虫在很短一段时期内就消亡了,而它们,曾经在地球上占主导地位。
研究人员还认为,这次碰撞还引发了地球有史以来最剧烈的火山运动。科学家目前还不能确定那次小行星或陨石撞地球的具体地点。但他们发现,此次撞击与曾经导致恐龙灭绝的那次撞击有明显不同。这次撞击发生时,各大洲的陆地仍处于连为一体的状态;而导致恐龙灭绝的那次撞击发生时,各个大陆已经分崩离析。
彗星曾频繁“造访”地球
《科学》杂志上报道,地球在3600万年之前曾经受到大量来自冥王星方向的彗星的撞击。
这项研究称,这些巨大陨星中的一颗形成了华盛顿附近的切萨皮克湾,还有一颗导致西伯利亚的博皮盖陨石坑。而在其后的数百万年里,小块的陨石如雨点般不断降落到地球上。
负责该项研究的有关人员称,事实上,这一时期内撞击地球的彗星数量超过地球诞生以来的任何时期。从事这项研究的人员中包括1997年死于车祸的天文学家苏梅克,以及他的妻子卡罗琳。
加州理工学院的肯法利说:“他(苏梅克)建议我们对意大利马西纳诺附近的一个采石场进行研究,那里,海底沉积层中包含的碎片与3600万年前发生的大规模撞击事件有关。”法利说:“他说,如果说曾经出现过彗星雨的话,那么,采用我一直致力研究的方法,可以从这些沉积物中证明这一点。”法利的方法是测量一种氦的同位素,即氦—3,它极少存在于地球,但普遍地存在在宇宙物质中。在体积巨大的陨星上通常不能发现这种同位素,因为它们在进入地球大气层时发生燃烧,但在陨星所携带的体积较小的颗粒上可以发现这种同位素。
科学家报告说,他们在研究中发现,地质年代在3600万年前的地层中的氦—同位素含量明显增加。这说明那一时期确实有大量陨星“拜访”地球。而且这些“客人”们络绎不绝地造访了上百万年。
档案
陨石,也就是陨星,它是陨星落到地面上的残骸。在闯入地球大气层时,由于有些流星体质量较大而未能充分燃尽,最后坠落到地面。有的大陨石在下落过程中,一方面发生轰隆巨响。一方面爆发出巨大火花,甚至分裂成无数碎块如暴雨、冰雹一样倾泻到大地,这就是陨石雨。
根据陨石的化学成分、矿物组成和结构特征,可将陨石分为三大类:石陨石、铁陨石和石铁陨石。石陨石主要有硅酸盐组成。石陨石是陨石中数目最多的品种,占已收集陨石总次数的约60%;铁陨石主要由铁镍金属和陨硫铁等矿物组成。铁陨石占已收集到陨石总次数的31.7%;石铁陨石主要由近于相等的硅酸盐和铁镍金属组成。这类陨石比较少见,约占已收集陨石总次数的3.5%。
英国、印度生物学家:小行星带来非典病毒
英国和印度的三名天体生物学家通过研究后提出的新奇理论,他们认定在全球引起很大风波的非典型肺炎病毒是来自太空。而带来这些病毒的“同伙”可能是小行星或者是彗星。
这三名科学家是加的夫大学天体生物学中心的维克拉马辛赫、设菲尔德大学分子生物学和生物科技系的温莱德和印度浦那天文学和天体物理学中心的纳利卡尔。
他们这一说法的依据来源于2001年1月进行的试验。在那次试验中,他们利用一个系绳经消毒的气球从同温层搜集样品。
他们说:“气球在41000米高空捕捉到大批生存的微生物。”
这三名天体生物学家说,以全球范围计算,意味着天天都有一吨细菌从太空掉入地球。
他们认为,微生物的数量是这么的多,因此其中一些可能会生存下来,少数甚至也许变成对人类危险的细菌或病毒。
许多瘟疫鼠疫例子归因于太空微生物
一种叫“有生源说”的理论认为,地球上的生命是由搭顺风车,乘撞击地球的小行星或彗星的细菌或是形成化学物(constituent chemicals)带来的。
他们认为,医学史详细记载的许多瘟疫和鼠疫例子,可以归因于来自太空的微生物。新瘟疫有突然而来突然消失的纪录。而1918-1919年夺走几千万条人命的大流感瘟疫,也许就是病从天降的实例。
流行病学家感到兴趣的是,当年并没有乘喷射飞机旅游这回事,这种病原体为何那么迅速传播和深入穷乡僻壤,为何一下子又消失。
以非典型肺炎(SARS)来说,他们提出的“表面”论点是:少量的非典病毒进入喜马拉雅山以东上空同温层最薄的大气层,降落在中国南方。
陨星撞地球导致物种灭绝
既然人们已经知道,过去地球确实曾经遭受过来自外太空的灾难,而小行星的撞击便是带来这些灾难的罪魁祸首之一。那么,我们是否可以这样认为:小行星的到来,给曾经雄霸地球数亿年的恐龙带来了灭顶之灾。
恐龙兴盛可能与行星撞地球有关
恐龙时代终结于距今6500万年前,科学界普遍认为,这是小行星或彗星等撞击地球的结果。一个国际研究小组最新研究认为,不仅恐龙的衰亡如此,它们在距今2亿年前的兴起,可能也与“天外来客”撞击地球有关系。若真如此,那么曾经风骚一时的恐龙是应该感激“天外来客”带来了兴盛,还是应该抱怨它们带来灾难?
这个研究小组在《科学》杂志上介绍说,他们发现了一些新的证据,可以支持他们的结论。他们对北美70个观测点所发现的恐龙足迹和其他化石资料的分析显示,2亿年前可能有“天外来客”撞击了地球。分析还显示,在这次撞击之后,地球上一半以上的主要物种都大规模灭绝,为当时尚属地球“少数民族”的恐龙打开了进化之门,恐龙由此而逐步成为这个星球的“霸主”,统治地球逾1.35亿年,直至又一次外星撞击的到来。
科学家所分析的地层,横跨了三叠纪(距今2.48亿至2.08亿年)和侏罗纪(距今2.08亿至1.46亿年)。他们发现,三叠纪和侏罗纪交接时期的地层中,元素铱含量出现了异常的突然增高。铱普遍存在于小行星和彗星等天体中,地球岩石中该元素通常含量较少,铱元素含量因此而被认为是分析地球遭受撞击的主要“时间标记”。科学家们据此推断,距今2亿年前,可能有小行星或彗星撞击了地球,而正是这次撞击为恐龙的崛起铺平了道路。
其实,小行星或彗星撞地球促成恐龙“兴起”并不是新的理论,其他一些科学家曾作过类似假设,但却一直没有能找到三叠纪和侏罗纪交接时期地层中铱含量异常增高的迹象。这次科学家在研究中借助了高分辨率的质谱分析技术,这一技术使他们能以前所未有的灵敏度,对这一时期地层中铱元素的变化进行分析,从而最终得到这一发现。一些专家评论说,科学家们的这一研究成果,提供了迄今有关这个时期地层中铱元素异常升高的“首个令人信服的证据”。揭开了恐龙盛衰的神秘面纱。
科学家认为地球物种每隔3千万年被灭绝一次
2003年,为寻找一颗被称做灭绝地球的“复仇女神”的太阳伴星,NASA(美国国家航空航天局)向太空发射了一颗耗资12亿美元的新一代红外线天文望远镜。
在未发现海王星之前,天文学家注意到天王星以一种与牛顿第一定律相矛盾的规律偏离正常轨道“摆动”,这意味着科学家们只有两种选择∶要么重写牛顿的物理定律,要么“发明”一颗新的行星来解释这种奇怪的现象,结果天文学家们发现了“海王星”的存在。今天,科学家们又遇到了同样的难题,研究彗星轨道长达20年之久的路易斯安那大学的数名天文学家们发现,一些经过太阳系的彗星轨道也存在“重力影响”现象,而这种异常现象只能用一种理由来解释:那就是在太阳系边缘,还存在着一颗以前从未被科学家们所知的太阳伴星或者行星!这颗太阳伴星或者行星被科学家们称为“复仇女神”——这是一个骇人的名字。
太阳伴星改变彗星轨道
路易斯安那大学的天文学家约翰马特斯、帕特里克威特曼和丹尼尔威特米尔研究彗星轨道已有20多年的历史了,他们在研究了82颗来自遥远的奥特星云的彗星轨道之后发现,这些彗星的运行轨道似乎都受到一个位于太阳系边缘、冥王星之外的巨型天体的引力影响,使它们的轨道都沿着一条带状分布排列,同时它们到达近日点的时间也会发生周期性变化。
那么到底是什么影响了彗星的轨道呢?路易斯安那大学的科学家们提出惊人假设,他们认为最好的解释就是,在我们太阳系边缘的黑暗地带,存在着一颗以前从未为世人所知的太阳伴星——褐矮星,也就是说在我们的太阳系内拥有两颗恒星:一颗是太阳,另一颗就是这颗至今仍未被现有太空望远镜探测到的褐矮星——它跟太阳互相绕着彼此旋转。
未知行星“躲进”黑暗地带
该一假设立即引发了科学界的巨大争论,但路易斯安那大学的天文学家丹尼尔威特米尔教授认为,这个惊人的假设完全是在统计学的基础上得出的,这正是许多科学发现的基础之一。威特米尔教授在接受媒体采访时表示:“我们认为这是一颗褐矮星,但也可能是一颗质量是木星6倍左右的未知行星。我们之所以得出这样的结论,是因为没有任何其他理论可以解释彗星轨道的奇怪变化。”威特米尔说,如果它是一颗褐矮星的话,那么尺寸较小的它将无法像太阳那样进行核反应,它的表面就会相对较冷;同时由于处在远离太阳的黑暗地带,它就根本无法受到多少太阳光的照射,因而几乎不会有任何光线反射出来,所以在冥王星发现后的70多年里,天文学家至今没观测到它的存在也是很有可能、很正常的事。
“复仇女神”定时灭绝地球
此外,路易斯安那大学的科学家们还将包括恐龙灭绝在内的地球物种灭绝都归咎于这颗神秘伴星的“作祟”,科学家们为此大胆地提出了“复仇女神”理论。这一理论认为,这颗潜伏在太阳系黑暗深处的太阳伴星,可能正是给地球带来物种灭绝、包括6500万年前恐龙灭绝事件的罪魁祸首。科学家认为,这颗褐矮星的运行速度十分缓慢,它的运行轨道每隔3000万年就会定时冲入彗星密集的奥特星云中,而巨大的引力会将奥特星云中的一些彗星“引诱”出来,并将它们送往近日轨道,甚至与地球擦肩而过,而其中一些彗星则会撞到地球上,造成了地球上大规模物种的灭绝。根据这一理论,路易斯安那大学的科学家认为,地球上的物种大约每隔3000万年就会灭绝一次,这个灭绝周期之所以像时钟一样如此精确,正是因为这颗“复仇女神”每隔3000万年就会进入奥特星云,利用她巨大的引力使成批彗星偏离轨道冲向地球,给地球以致命打击,而她自己也成为地球生物的“灭顶灾星”。
追捕“复仇女神”
正是慑于“复仇女神”对人类的灭顶之患。(美国)国家航空航天局在佛罗里达州的卡纳维拉角向太空发射一部新一代的红外线太空望远镜。如果“复仇女神”真的存在的话,那么这部新一代的红外线太空望远镜将绝对可以捕捉到它的身影。据报道,这部红外线望远镜造价逾12亿美元,具有比以往天文望远镜更强大的功能,可以观测到宇宙中充满尘埃的黑暗角落,以及现有天文望远镜根本无法察觉到的黑暗星体。NASA天文与物理学部门负责人金尼博士在接受采访时说:“有了这部望远镜,我们不仅可以看到数十亿年前的宇宙,有助于正确了解最早星体的形成和结构;同时,它的红外线探测器还将深入一些宇宙最黑暗的角落,包括太阳系的边缘,使我们看到一些以前根本无法看到的黑暗天体。”如此说来,“复仇女神”若真的存在,那么她将会逃不出红外线望远镜的“火眼金睛”,最终会落入“法网”。
档案
X行星和复仇女神
其实,科学家们早在近百年前就发起过类似的行星搜寻行动了,而且当时的研究工作对今天还颇有影响。
最近天文学界发现,在海王星以外的区域中充满了结冰的物体,数量可能有数十亿之多,它们都分布在一条名叫邱普尔的宽广的彗星带上。这里就是短期彗星——那些像哈雷彗星一样,用不到200年就可以环绕太阳一周的彗星的发源地(长期彗星,诸如穆雷所研究的那些,则来自更加遥远的奥特星云中)。仅仅在五个月以前,研究人员们还发现了另外一个星体,并称之为伐罗纳,其大小几乎有冥王星的一半。有了这些发现,更远处更巨大的行星为什么就不可能被发现呢?如果一旦发现,那不就成了太阳系的第十大行星了么?
就是这样一个难解的问题吸引了穆雷的注意力,也使得路易斯安那州拉法耶特大学的两位天体物理学家丹尼尔惠特迈尔和约翰马提斯走上了搜寻太空白鲸之路。他们和穆雷一样,也相信在乌尔特星云中有一个巨大的天体在缓缓地蹒跚而行,还不时会将一颗彗星撞向太阳的方向。他们两人于1999年10月将他们对X行星的探索发现发表出来,也就是在同一个月,穆雷也公布了他最初的研究数据。
实际上,他们从20世纪80年代中期就开始追寻这头行星怪兽的足迹了。当时惠特迈尔就提出,太阳存在一个可能令整个世界毁灭的巨大的伙伴星球,这个观点引起一片哗然。这暗淡无光的第二个太阳的存在,也被普林斯顿大学和伯克莱加州大学的另一组研究人员预测到了,并将其取名为“复仇女神”。惠特迈尔认为,复仇女神应该能够解释为什么每相隔三千万年,像时钟一样准确,就会有一阵彗星雨袭击地球,造成物种的大面积灭绝。惠特迈尔和其他研究人员提出的观点是,复仇女神在其3000万年的轨道周期中,定期穿过奥特星云,在此过程中将致命的一团团彗星向地球的方向撞来。
这个惊人的理论,成了无数报章的头版头条。惠特迈尔继而又与他的同事马提斯搭档,发展了一条相关的理论,那就是这些致命彗星的作恶,都要归咎于一颗可恶的行星,而不是一颗恒星。但是如此一来,物种定期遭到灭绝的关键证据却被动摇了,而复仇女神之论很快便不再风行了。“由于在日期上有非常的不确定性,人们已经对3000万年的周期之说变得有些怀疑了。如果这个周期不是真的的话,你就拿不出你需要的任何东西来解释了。”惠特迈尔说道。但是到这个时候,他和马提斯已经被X行星这个虫子咬了一口了。
相比之下,惠特迈尔和马提斯则并不计划以X行星为目标展开搜寻,要察看的地方太多了。尽管如此,他们还是在尽最大努力以求精确定出它的位置。
一台处在轨道中、具有探察整个天空的能力的红外探测望远镜,将会是找到巨大的遥远行星的最好的一个赌注。“我们现在还不具有这样的设备,或者还没有开始考虑投资购置它。但是最终会有人站出来的。如果那个天体就在那里,如果我走运的话,他就会在我的有生之年被发现。”惠特迈尔说道。如果不能的话——那么搜寻一头白鲸至少还带有几分浪漫气息吧。
小行星撞地球的假说
第三位天使吹号,就有烧着的大星,好像火把从天上落下来。——《圣经启示录》
天会掉下来吗
关于小行星的消息时常在媒体上露脸,前段时间还有“小行星与地球擦肩而过,如撞中可能杀死15亿人”的可怕报道。但太吓人了,反而让人生疑,大多数读者看到这消息恐怕都是一笑置之吧——哪里就真的撞上来了呢,那颗小行星离地球还有几百万公里呢。
然而,去年,英国政府的一个3人专家顾问小组发表了一份报告,就如何加强侦测可能撞上地球的天体向政府提了一大堆建议。英国科学大臣赛恩斯伯里还郑重其事地把这份报告夸奖了一番,说政府会认真考虑专家们的建议。没过几天,中国又表示将在紫金山天文台建一个空间警戒网,监测可能撞上地球的小行星。同时,华盛顿政府召集了来自全球高级别的科学家们赴美,一个紧急“反恐”会议,以讨论如何才能使美国或其他国家的城市从“毁灭性的灾难”中逃离出来。不过,这次科学家们讨论的“反恐”却不是全球的恐怖主义,而是来自地球外的小行星撞击!这就让人有点紧张——若是某个科学家或媒体的一家之言也就算了,政府却不会随便跟公众开玩笑。天真的会掉下来吗?
当然会的。为什么不呢?
看看全球那200来个巨大的陨石坑,就知道地球其实不是一块平静的乐土。过去46亿年里,地球不知接待了多少莽撞的不速之客,只不过地质变迁和生命活动抹掉了大部分客人的痕迹,只留下特别显著的一些。如果想对这种撞击事件的频繁程度有更具体的认识,找一架好一点的望远镜瞧瞧月亮上随处可见的环形山便可——月球上没有空气和水的侵蚀,陨石撞击的痕迹几乎可以一直保留下去。
除九大行星之外,太阳系里还有许多绕太阳运转的“零碎”行星,绝大部分位于火星和木星之间的小行星带。其中一些小行星具有特殊的轨道,会定期接近地球,被称为“近地小行星”。此外,一些彗星也会不时光临地球附近。这类小行星和彗星统称为“近地天体”,如果其中某一位在地球引力作用下扑向地球的怀抱,对人类而言,那就是天塌下来了。
档案
《自然》杂志:原始行星与地球相撞形成了月球
《自然》杂志上公布了科学家用计算机模拟月球形成过程的成果。据他们的模型,月球是在46亿年前太阳诞生后不到1亿年时,由一个火星大小的物体撞击地球产生的。
这个模型的研究者卡那珀描述了这一惊心动魄的过程:一个比地球大不到一倍半的原始行星在运行中和地球相遇,从侧面给了地球一击,使地球绕自己的轴旋转起来,撞击的冲击力从地球的外层和这个无名撞击物上撕下了部分物质,其中大约一半最后形成了月球。另一些被撕下来的物质被加热到不可想像的程度,蒸发后膨胀,进入周围的太空。
关于月球的形成还存在其他的理论。有些科学家认为月球可能在太阳系的其他地方形成,然后被地球捕获。另一个理论是地球、太阳和其他正在形成的行星的重力相互作用撕开了地球,月球就是由这些被撕下来的碎片形成的。但是大多数研究者倾向于撞击理论。
特殊实验室招募一流专家
2001年的那次灾难以后,尽管全球的目光都集中在反恐上,但理论上的小行星撞地球的威胁却无时无刻不紧紧攫住科学家们的心魂。前一段时间,英国皇家天文学会邀请专家们召开了一个国际性的反小行星撞地球威胁会议。此后,全世界的天文学家们联合署名,请求澳大利亚政府出钱资助科学家们一个特殊的小行星探测望远镜。接着,美国国家航空和宇宙航行局宣布,将在华盛顿成立一个特殊研究实验室,以专门研究如何利用科学方法解除近地彗星或小行星的撞地球威胁,该实验室拥有世界上最先进的天文设备和最优秀的天文学家,它的运行为人类免除小行星撞击灾害增添了新的砝码。
小行星多次“亲近”地球
去年,哈佛大学、哈佛——斯密森天体物理学研究中心的科学家布里恩玛斯顿在接受媒体采访时说:“在过去的几个月里,我们的地球至少已经遇到了两次致命的小行星接近。带有危险性的小行星飞到眼皮底下时,我们才发觉。”
据他说,2002年第一次引起公众恐慌的小行星是在3月12日那天被发现的,该小行星被命名为2002EM7,它从太阳所在的方向径直朝着地球飞来——太阳所在的方向一直被科学家们认为是天文学上的死角或盲点,因为很多地外不明物体常会被太阳耀眼的光芒所遮盖。所以,它的突然出现让科学家感到吃惊。
科学家们根本没有观察到这颗具有潜在威胁的小行星正像核弹一样地冲向地球,直到4天以后,它飞到距地球460000公里范围以内,并擦肩而过时,科学家们才大惊察觉,并虚惊了一场。460000公里,在天文学领域,是一个十分接近乃至于危险重重的距离,因为月亮距地球的距离也不过是385000公里。一旦小行星的距离再近一点,近到地球庞大的引力足以使它偏离自己的轨道,那时的它对地球来说,将是一颗致命的灾星。事后看来,人们不禁为之动颜——地球、人类在不知觉中逃过了一劫。
科学家所指的另一次“危险的亲近”发生在今年1月,一颗直径达300多米的小行星飞到了距地球600000公里的范围内,科学家们以前对它一直茫然无知,只在几个星期前才忽然监测到这个表面像岩石一样高低不平的太空物体。玛斯顿在这场虚惊之后说:“600000公里,对我们人类来说也许太遥远了。但对于太空来说,它小得可怜。打个比方,如果小行星是一颗射向球门的足球,那这个距离就意味着它已经射到地球的球门柱上了。”人们在看球队比赛的时候总是希望自己喜爱的球队进球,但是,这次这个球幸亏没进,不然我们现在就别想坐在电视机前看球赛了。
天什么时候掉下来
天曾经掉下来过。
我们先来看一下恐龙时代的“天崩地裂”。6500万年前,一颗直径在10到20公里之间的小行星撞击了墨西哥尤卡坦半岛。掀起的尘云笼罩在空中经久不散,地面至少有6个月处于黑暗状态,并由此开始了长达10年、“核冬天”一般的寒冷年月,在此期间,大量动植物遭到灭顶之灾。许多科学家相信,恐龙时代就是这样结束的。(题外话:这对人类倒是一件好事。我们的老祖宗当时还是老鼠般大小的哺乳动物,靠吃种子、啃树根熬过了这场全球性大饥荒,取代恐龙成为世界的主宰。要不然,现在的地球可能还是大型爬虫的天下)。
而最近的一次“天灾”是在1908年6月30日清晨。在西伯利亚中部,一个巨大的火球从天空中划过。它着地之后引起了一场大爆炸,扫平了大约2000平方公里的森林,烧毁了大量树木,引起的大气冲击波绕地球两圈。这一事件就是著名的通古斯爆炸,事后,人们对它提出了反物质、黑洞、外星飞船坠毁等种种戏剧化的说法,但最令人信服的一种解释是:一块彗星碎片撞击了地球。这个由冰和尘埃构成的“脏雪球”长约100米,飞行速度30公里每秒,撞击产生的能量超过广岛原子弹的600倍。幸而它落在了西伯利亚荒无人烟之处,不然后果可想而知。
一般说来,直径小于50米的近地天体基本可以不去关心,因为在它们落入地球大气层时,摩擦产生的热能足以把它们燃烧得片甲不留,至多也不过变成耀眼的流星划过天际。但直径在50米至1公里间的天体就不同了,它们可能会造成地区性的灾难,而且尺寸越大,麻烦就越大。万一撞上大城市,死亡人数就可能会以百万计。最可怕的是,如果这些天体直径超过2公里,那么它就足以引起全球性的气候剧变,就像恐龙所经历的那样。在天使的号角声中,“烧着的大星”从天而降,世界的末日临近了。但是这一天是在何时呢?谁也说不准,也许会在100万年后,也许就是明天。
档案
小行星撞毁地球几率大过彩票中大奖
在地球过去的历史上,曾经多次被来自外太空的小行星或彗星撞击过,只是由于这些天外来客体积较小,没有对地球构成多大的伤害。但是,如果这些“客人”足够大的话,那就麻烦了。科学家通过测算,认为一颗直径1公里大小的小行星每隔10万年就会撞击地球一次,而这种尺寸的天体将会引起全球性的气候剧变,从而有可能使地球重现6500万年前恐龙灭绝的灾难。据英国索尔福德大学的杜肯斯蒂尔教授的研究,大约有1500颗直径1公里大小的小行星已经或正在掠过地球的轨道,只不过人类没有足够的资金和设备来追踪这些致命来客。据此,英国伦敦大学学院比尔麦格教授推算,人类被小行星杀死的机会比中彩票大奖的机会高750倍。
天要真掉下来怎么办
既然行星撞地球是如此恐怖,天要真掉下来了,那该如何?是抽调各国宇航精英去执行“弥赛亚计划”(1999灾难电影《天地大冲撞》),还是任由布鲁斯威利斯带着一帮石油工人去发挥个人英雄主义(1999灾难电影《世界末日》)?大概要看究竟谁对炸掉一颗小行星更加在行。但是,现在科学家还没想那么远。他们着急的是赶紧找到所有近地大天体(直径超过1公里的)的踪迹,并对之进行密切监视,在可能有灾难来临时及早进行预报,让人们有所防备。
全世界寻找近地天体的科学家大概不到100人。最有成效的,是麻省理工学院林肯实验室的LINEAR小组,他们在国家空军和国家宇航局的帮助下工作,用两台口径1米的望远镜进行观察。1998年国家宇航局启动了一个新计划,目标是在2008年前找到90%的近地大天体。中国、法国和日本在这方面也颇有成绩。此外,全球还有大量天文爱好者帮助科学家进行观察。总之,人类在灾难面前超越了国籍的障碍,彼此团结起来了。
1999年7月,国际天文学联合会在意大利的都灵制定小行星对地球威胁程度的危险等级标准,并将此标准命名为“小行星险级都灵标准”。其目的是使研究人员、新闻媒体和公众能够准确辨别和掌握某星体对地球的实际威胁程度,避免造成不必要的恐慌。标准共分为11级,从0级到10级,危险程度逐级增加。也就是说在这一标准中10是最危险的级别。
截至目前,人们还没有观测到超过都灵1级的小行星,也就是说还没有发现任何在相当长的一段时间内会对地球造成重大威胁的天体。但由于还有一半的近地大天体还没有被发现,经常会有不速之客吓人们一跳。
掌握了绝大部分近地大天体的运行轨迹,科学家就可以提前相当长的时间——例如几十年——预告某颗小行星可能与地球相撞,使人类有充足的时间准备应付它。像好莱坞电影里那样用核弹把小行星炸个粉碎固然精彩,不过有的科学家更欣赏一种温和的方式:派飞船在小行星上装一个马达,使小行星逐渐偏离原来的轨道,离地球远远的。国家宇航局的“尼尔”小行星探测飞船正围着“爱神”小行星大献殷勤,有一个目的就是为将来执行这种英雄任务积累经验,为做实战准备。
谁也说不好明天会不会有小行星砸到头上来,不过可能性不大,您也不用多想,该吃饭就吃饭,该干活就干活。一些惟恐天下不乱的媒体,时常要做些古怪,对科学家的话夸大其辞或断章取义,您不必把那些“险些杀死15亿人”之类话语的放在心上。实在有疑问,就去听听天文学家们怎么说。反正我乐观得很——地球花了46亿年才进化出人类,我们总比恐龙强些吧,肯定会有办法保护自己的。
最新出版的《自然》杂志报道说,大约每年会有一颗当量(科学技术上指与某标准数量相对应的某个数量,此处指核装置的TNT当量)为5000吨TNT炸药的火流星在太空发生爆炸。这种景象虽然很壮观,但它还不足以造成对地面太大的冲击。加拿大的一个研究小组通过对300次空爆和那些罕见的撞击所具有的能量范围进行了推测。他们推算出,地球大气中大约平均1000年才会发生一次当量为1000万吨的破坏性爆炸。
而最近一次剧烈的空中爆炸就是1908年的通古斯爆炸。以前根据小行星和陨石坑数量作出的估计表明,每隔200到300年,地球上就会发生一次通古斯规模的空中爆炸。卫星图片帮助研究人员精确了计算,加拿大西安大略大学的流星学家布朗及其同事对国家国防部和能源部以前从卫星中获得的分类数据进行了分析。这些“岗哨”监视的是核试验,但它们也对数百颗爆炸形成火球的微型火流星进行了观察。
布朗小组共研究了300次更大、更危险的火流星在空中爆炸发出的光。他们将光学信号转化成每次爆炸的能量,并用其中12次爆炸的声波和速度等对其他数据进行了校正。
亚利桑那大学“太空观测”计划的行星天文学家罗伯特则表示,该推测合理地利用了最好的现有数据。他还补充说:“然而,肯定存在着撞击频率的变化。”这是由于碎裂的彗星或小行星之间发生的撞击会形成更强烈的物质流。布朗对此表示赞同,指出8年半的数据对于计算此类事件来说有些不够。而我们有理由相信,在不久的未来布朗会给我们更满意的答案。
档案
火流星
在天空中最令人惊艳的天文现象中,火流星大概可以排上前5名;繁星点点的黑暗中,一道光芒划破天际,在众人的惊呼中,这道短暂的光芒再度归于黑暗。流星在大气中通过时,由于高速摩擦的影响,陨石的质量会被燃烧掉,同时减速,在动能减少、速度降低之后,大多数即将掉至地面的陨石会有一段不发光的时期,称为无光飞行期,这段时间中风力和陨石的形状是影响陨石轨道的重要因素。流星在大气飞行时,速度越快的流星所发出的光芒越强。但是如果流星初始速度太快,很容易在大气上层就全部烧光了,我们在地面上就会什么也看不到。
“捣蛋鬼”们并不可怕
说完布朗小组的火流星爆炸,我们再来看看让人们隐忧不绝的近地小行星。在天文学界,近地小行星始终是一个热门课题,与公众一样,天文学家们也在关注小行星。人类累计观测到的小行星已有将近6000颗,其中已测算出运行轨道的大约有3000颗。地球周围有这么多的“捣蛋鬼”,天文学家们当然不会向你我保证这些“捣蛋鬼”不会捣蛋。
小行星是人类最大的但又是最不清楚的天然威胁,我们只是在最近几年跟踪技术有了突飞猛进的发展后,才知道这种威胁的存在。即使是天文学界也只是说,小行星与地球相撞的可能性“几乎为零”。几乎为零并不是等于“零”,依照统计规律计算,在大约100万年间,小行星接近地球或碰撞地球的可能性就有二至三次。
其实,不仅我们,即使我们的孙子的孙子的孙子恐怕也不会经历“小行星撞地球”这样的奇观。但这并等于小行星永远不会撞向地球。问题的关键是:假如小行星来了,人类有没有办法对付它?用怎样的办法对付它?这才是科学的态度。
对付小行星的办法五花八门
事实上,人类已经不是几十万年前的人类了,现在的我们是不会坐以待毙的,科学家们早就开始研究解决小行星撞地球的问题了。由美国国家宇航局赞助、为防止地球被近地球物体碰撞而出谋划策的保护地球会议在首都华盛顿召开,与会科学家就“如何防止小行星给地球带来的灾难”这一问题共同商讨了应对策略。在此之前,有的科学家提出了一个大胆设想:利用核导弹攻击向地球袭来的物体——就如同好莱坞影星布鲁斯威利斯在《哈米吉多顿》电影中采用的方法一样。不过,这种方法存在明显的缺点,科学家们担心即使把小行星击碎,那么,小行星会变成成千上万个更小的星体,而这些更小的星体仍然会朝着地球冲来,对地球仍可能造成巨大冲击。危险反而会加剧。
因此,科学家们又在考虑另外几种改变小行星动行轨迹的方法,其中包括在小行星体的表面上安装一台大型火箭发动机,或者一个“太阳帆”,把行星从地球的轨道上推开。
发动机将被一个常规火箭发送到小行星上;然后,发动机自己固定在小行星上,开动发动机,把小行星推离它原来的运行轨迹,从而使它错过与地球相撞的机会。“这就好像一个人在游泳池里用鼻子顶一个水皮球一样。”科学家说。
科罗拉多州玻多尔得的西南研究院高级研究科学家威廉J.梅尔林博士说:“我们认为最有用的技术就是利用喷气推动,利用核武器推开撞向地球的小行星不是最佳选择,而且,小行星还不知道在哪里躲着呢,我们还有足够的时间想出对付它的办法。”所以,如此看来这种方法行不通。
而另外一个选择就是把一个“太阳帆”附着在小行星上,而不是发动机。利用常规火箭把这个帆发送到小行星上,并把它固定在小行星体的表面。这个帆一旦附着在小行星表面上,它就能够吸收由太阳放射出的光子,并受到来自光子的推力,从而像风吹动一条船上的帆一样,把小行星推离原来的轨道。
国家国防部国防高级研究计划署官员在7月份早些时候拜访了世界上微型卫星技术最为先进的英国萨里大学的科学家,并就创造一种太空防御盾牌的可能性进行了商讨。微型卫星造价低,容易发射,可以用来组成一个置于太空深处的侦察网络,用来对近地球物体撞向地球的可能性进行预警。微型卫星上装备有一个光学望远镜,每一颗微型卫星都能够测定小而暗的近地球物体的位置,并向地面天文台发送关于近地球物体位置的信号。
微型卫星还可以用来登陆向地球冲来的近地球物体,查看近地球物体上面的物质、形状、大小及合成物。而这些信息对于把任何冲向地球来的近地球物体推离轨道是至关重要的。“一件必须要做的事情就是知道小行星是什么,这样的话,我们才能采取相应的有效措施改变它的运行轨迹。”正如中国古语所谓的“知己知彼,百战不殆”。
不过,袭向地球的小行星何时出现,现在仍是一个未知数,但可以肯定的是,如果真有这样不知趣的小行星试图骚扰地球,那么结果只有一个:朋友来了有好酒,敌人来了有猎枪———人类会毫不客气地把它干掉。
美国国家航空局的耶蒙斯教授认为,一旦发现小行星有撞击地球的可能,人类必须要有足够的时间来防备,而防备时间一般需要几十年。像美国大片《天地大冲撞》那样当小行星快接近地球时才采取措施,是根本来不及的。
耶蒙斯教授认为小行星的飞行速度肯定会超过目前人类最快的飞行器速度,像《天地大冲撞》中派人类发射的飞行器追上它并安放炸药,也是不可能的。因此人类只能指望早早地发现它们,并将飞行器发射到外太空“等候”拦截,然后再想办法将它推离轨道。这一“宇宙战场”离地球越是遥远,人类就越是安全。
耶蒙斯称,为了解决人类可能的灭顶之灾,全球的科学家们想出的方法可谓五花八门。用装载核弹的飞行器在外太空拦截小行星,用核导弹将它炸碎并推开使其偏离轨道,这只是方法的一种,而且不一定奏效。因为对于一些密度很小的星体,爆炸所起的作用有限。而且有还存在使危险加剧的可能。还有一种意见认为,通过改变小行星的颜色也许能使它的轨道偏移,从而拯救人类免于像恐龙一样灭绝的命运。这一建议是由亚利桑那大学小行星研究室科学家乔斯匹特尔提出来的。用油漆或粉刷的方法改变小行星的颜色,这个点子来自一个普通的常识,物体的颜色可以决定它吸收热量的多少。一颗深色的小行星吸收太阳能,并以热量的形式再将它辐射回宇宙空间。辐射热量可对直径在1公里或以下的小行星产生微量的推力,在长期作用下,这一推力就足以改变小行星的轨道。这一神奇的推力被称为“雅科夫斯基效应”。
小行星专家们说,也许在未来某一天,这个世界的命运将掌握在一群油漆工手里。从理论上说,改变小行星的颜色将导致它的飞行轨道的偏移。这一办法可能把地球从几颗小行星的轨迹中排除——尤其是NASA预言将在880年后撞向地球的那颗小行星1950DA——从而拯救人类免于像恐龙一样灭绝的命运。
油漆或粉刷小行星,改变它的颜色,比好莱坞在银幕上尝试的招数(派钻井工上小行星打洞再丢一颗核弹进去,或在小行星即将进入大气层前发射核弹拦截)要容易并且安全得多。
亚历桑那大学卫星和行星实验室的行星科学家说:“如果我们启动雅科夫斯基效应,它将改变小行星飞行方向。”他们在最新一期《科学》杂志上,提出了这个极富创意的“反小行星”救世概念。
行星科学家一致同意这一方法的可行性,但前提是需要大把时间累积推力,而且还需要深入研究并随时监控雅科夫斯基效应对小行星轨道的实际影响,否则抵御小行星撞击的方法也可能导致它更直接地撞向地球。再者,如何着陆行星,并且将大量涂料在短时间内作用于体积巨大的天体上,亦是亟待解决的难题。
地球还会遭受小行星的撞击吗
前不久,媒体报道了一颗编号为2000QWT的小行星在2000年9月1日险撞地球,及天文学家发现至少还有900颗小天体可能危及地球的消息之后,引起了许多人对生存家园和自身命运的关注。
中国科学院紫金山天文台的行星专家为此发表文章指出900颗小行星威胁地球确有其事,但这绝不能说明地球受到的危险几率会增加。相反,这更说明了人类已经逐步掌握了小行星的运行规律和行踪。在科技日新月异的今天,人类有能力掌握自己的命运,完全可以避免小行星撞击地球的恶性事件发生。
科学家还说:尽管这900颗小行星在目前来说还构不成严重威胁,但也必须引起天文学家的密切关注,因为小行星如果真要撞到地球,其造成的危害确实是巨大的。
我们再来看看几年前发生在太阳系里的彗木大碰撞吧。1994年7月16日,一颗名叫“苏梅克—利维9号”的彗星被分解成21块碎片后,以每秒60千米的速度撞向木星。而其中一块直径仅有4000米。排列为G的碎块撞击木星时,冲天的火光达到1600多千米,炙热的高温在瞬间升到三万摄氏度以上,被破坏的木星面积相当于地球的80%。
千载难逢的彗木大碰撞景象是十分壮观的,彗星碎块一直延续到1994年的9月才对木星轰击完毕,整个过程所释放的能量相当于20亿颗原子弹爆炸所产生的能量。然而我们很难相信这些巨型炸弹却是由尘埃、石块和碎冰等物质组成的不规则的“脏”雪球。
相撞事件已过去多年了,但留给我们地球人的是怎样的思考呢如果说这次碰撞发生在地球又是怎样的结局?地球经历过类似的撞击吗?
我们再想想恐龙吧,这些庞然大物曾经称霸地球数亿年,但他们却在很短的时间内销声匿迹。6500万年前的那次行星撞地球,导致了全球大范围地震、海啸和火山爆发,地球上空遮天盖日一片昏暗,尘埃环绕在空中达五年之久。气温在撞击前期温度极高,以后又长时间下降,致使绿色植物光合作用停止,从而使恐龙及80%以上生物灭绝。
1998年,斯克里普斯海洋研究所的科学家们,在位于丹麦和西班牙恐龙灭绝时期的地层沉积物中发现了大量的铬同位索CY—53。这种金属是由放射性锰在数亿年前完全衰变时形成的,由于这种同位素在太阳系里正处于消失之中,所以非常稀少,因此可以断定大多数铬同位素一定来自地球之外。也就是说这是行星撞地球的“罪证”。另外科学家还发现在沉积物里的铬同位素与在富含碳的陨石里发现的铬同位素完全相同,这就毫无疑问地证实了6500万年前地球上的恐龙灭绝确是由于地球遭受一颗小行星撞击引起的假说。
据地质学家研究分析,大约在二亿五千万年以前还有一颗几乎使地球致命的小天体落入地球。这颗天体从太平洋上方斜穿过地球中心,在相撞的巨大压力下迫使中国西部的青藏高原严重隆起,并使陆地形成了多条断裂地带。原北美洲、南美洲、南极洲、非洲、欧洲在三亿年前是连在一起的,由于这颗行星的撞击,迫使板块水平方向漂移才形成了今天的地理相貌。
据《科学杂志》1988年7月的报道,加里福尼亚大学地球行星物理学研究所的凯特博士,在南太平洋海底又发现有小行星撞击地球后的堆积残迹,这次事件大约发生在230万年之前,这个阶段正是地球冰河开始的时期,剧烈撞击导致了大量海水被卷入大气层遮住了太阳,造成了地球全球性的降温。
行星之间的相互碰撞是在所难免的,地球有史以来至少经历过几十亿次外星体的撞击。只是现在人类还无法证实它们发生的确切时间和相关地理位置,以及它们所带来的后果。据科学家们估计,地球上大于800米的撞击坑大约有150000个以上。另外我们通过天文望远镜和宇宙飞船带回的照片可以清楚地看到,月球、水星、火星、金星、木星等行星上都布满了成千上万的环形山,而这些山体大都是由其他天体撞击留下的痕迹。
科学家们根据射电天文观测发现:宇宙中的暗星云是一些质量很大、温度极低的星云集合体。那儿的星云数多达5000个以上,质量约是太阳的50万倍。近年来英国天文台的两位科学家提出了一种新理论,他们认为地球每隔l亿年就会接近或穿越星云极密区一次,这时宇宙空间的尘埃和陨石将会大量的袭击地球。若他们的假设成立的话,那就可以断言:地球受到小天体撞击的机会远比我们原来估计的要大得多。
迄今为止,人类已经计算出有5200多颗小行星的运行轨道,其中95%位于火星和木星之间。目前所知道的直径大于l000米的近地小行星至少约有2000多颗,而直径小于100米大于50米的则有30万颗之多。这些小天体在地球附近空间穿梭般的转来转去,给地球造成很大的威胁。
在20世纪的60年中,实际上巳发生过多次小行星与地球近距离相遇事件。早在1936年就有一颗编号为“2101”的小行星在与地球相距只有220万千米处擦肩而过。1937年,又有一颗名叫“赫米斯”的小行星在距地球70万千米处相遇。更近的一次发生在1991年,一颗不太大的小行星竟在距地球17万千米处做不规则运动,使我们的科学家着着实实地吓了一跳。而发生在2000年9月1日的这颗小行星,距地球最近点约240万千米。据康乃尔大学科学家预测,如果这个小行星不幸撞上地球,可能会导致全球四分之一人口,大约15亿人的死亡,将会对地球带来毁灭性的灾难。所幸,这颗小行星没有“做客”地球的兴致,不然后果不堪设想。
既然小天体撞击地球的潜在危险是客观存在的,那么地球在未来不可避免的还会遭到外来天体的袭击。1998年3月11日,国际权威小行星专家玛尔斯顿通过国际天文学联合会的第6837期快报,向全世界发布了一条惊人的消息:一颗直径大于1000米的小行星将在2028年的10月28日可能与地球相遇,最近距离为4500千米,误差30万千米,因此不能排除小行星撞到地球的可能性。另外据他们掌握的有关资料计算,在21世纪期间,距地球不小于300万千米的小行星与地球近距离相遇至少还有7次。
在公元22世纪的2126年8月,还将有一颗名叫“斯威夫特—塔特乐”的周期彗星与地球相遇。而英国天文学家则计算出一颗名叫“1983Tv”的小行星将在2155年与地球相撞,如果它不改变轨道的话可能将给人类带来不可挽救的灾难。
1996年3月,天文学家进行了为期12天对近地小天体的第一轮观测。他们发现在地球绕太阳公转的轨道上有大约2000个直径大于800米的天体在地球旁游荡,而其中一半以上是以前未曾发现的,很难想像哪一天地球将与这些小行星相撞。
因为这些天体受太阳系各行星引力的作用,轨道每分钟都可能会发生变动,所以在不到即将与地球发生碰撞的最后时刻,有时是很难预料的。就拿近期发现的“2000QWT”来说,事件发生的6天前才被阿雷西波天文台观察到它的行踪,国家太空总署的首席调查员海林表示,他们对这颗以前未曾见过的小行星感到震惊。
彗星和小行星之类天体与地球碰撞的灾难并非像过去某些人认为的那样几乎没有可能,而相反是一个非常现实与严峻的问题。美国国家宇航局的科学家曾多次以会议的形式讨论如何及早发现有危险“意图”的近地天体,研究如何及时有效地用导弹及其他方式的拦截,使其在一定距离内炸毁或使其偏离轨道。
1993年4月,在意大利的埃里斯召开了保卫地球的专题国际会议。会上不仅讨论了地球目前的处境及准备采取的措施,还发表通过了《埃里斯宣言》。会议要求应将国际上现有的天文设备发展成互联的“空间警戒网”,用来共同检测和防范外来“侵略者”对地球的攻击。会议还要求国际间应加强相互合作,并及时交换各国掌握的有关小行星威胁地球的情报和数据资料。
《埃里斯宣言》的第二条明确指出:从很长远的观点看,有可能发生一次足以毁灭人类文明的近地小天体碰撞,不过这种威胁近期还不算严重,但是决不亚于其他自然灾害。这种威胁是现实的,国际社会需要进一步协调努力,唤起公众的注意。
仰望无限苍穹,我们的星球显得何等渺小。前苏联宇航员谢氏斯季诺夫曾经这样讲过:“从太空俯视我们这个小而脆弱的行星时,就会特别清楚地意识到它是多么地没有防御能力和多么容易受到打击”。
无论是黑种人、白种人,还是黄种人,我们都是地球人。无论你在非洲、欧洲,还是亚洲,我们同乘一艘船。面对种种灾难和宇宙中“不速之客”对地球的侵犯,人类只有联合起来用集体的智慧和高科技的手段才能保卫我们赖以生存的共同家园。
当然,类似6500万年前造成恐龙灭绝那样的大碰撞毕竟不多,我们目前完全没有必要惊慌失措。据行星科学研究所的查普曼,及国家宇航局埃姆斯航天研究中心的莫里森两位科学家研究预测,对比较大的天体与地球碰撞几率每年的可能性为五十万分之一,今后100年中是十万分之一,而人的一生可能性只占其二十万分之一。
即便碰撞事件在近期发生,大家也不必担心,因为我们已具备了拦截手段。我们相信依靠全世界共同的技术和智慧,人类一定能够掌握住自己的命运,也一定能够驾驶好这艘在浩瀚宇宙中遨游的地球航舟。